[发明专利]车辆转向角运动的两步图像检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像检测方法，特别是涉及一种车辆转向角运动的两步图像检测方法，属于载运工具安全与检测控制技术领域。

背景技术

车辆转向轮的输出转向角数据是对车辆系统建模并进行安全分析的关键。在车辆系统的建模中，车辆的运动与转向轮的输出转向角息息相关，转向角作为输出数据是建立车辆动力学模型的必要数据。车辆在转向不足或转向过度时都可能导致车辆发生侧滑，甚至急转或翻车，不利于车辆行驶安全。若能得到车辆的实时转向角，则可结合车辆动力学模型分析转向角对车辆行驶安全的影响。此外，在智能车辆中，必须把车辆的转向角值实时反馈给控制系统，才能实现智能车辆的闭环反馈控制，提高控制的实时性和准确性，确保智能车辆的行驶安全。

现有车辆转向角检测方法主要采用非图像传感器。文献“一种基于DSP的测量车辆转向方位角的新方法高一鸣，杨汝清，刘亚洲，《机电一体化》，2006年05期”公开了一种基于DSP的测量车辆转向方位角的方法，该方法在车辆方向盘上安装增量式光电编码器，检测准确度较高，但在实际行驶中方向盘转角对应的理论车辆转向角度与车辆转向轮的实际转角并非时时相同，方向盘的转角检测不能替代车轮实际转角检测，此外，该方法采用的传感器不易安装且改变了车辆原有的结构，不利于车辆的上路行驶。

发明内容

为了克服现有的测量方法不能检测车辆转向轮的实际转向角的不足，本发明提供一种车辆转向角运动的两步图像检测方法。该方法通过固定于车身上的两路CCD图像传感器获得转向车轮图像，对所获转向轮图像进行处理，可以得到车辆转向轮的实际转向角。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车辆转向角运动的两步图像检测方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、将两路CCD图像传感器固定于车体上，分别位于两个转向轮的正前方，将转向轮每转一个采样间隔时CCD图像传感器获取的图像作为图像特征数据库源图像；将截取后的图像转换为灰度图像，并计算图像的灰度直方图，得到各个灰度值的统计量；记录图像的灰度值统计量及其对应的转向角值与转向，构成图像特征数据库。

步骤二、首先，根据先验知识截取当前图像中的感兴趣区域，将截取后的图像转换为灰度图像并得到各个灰度值统计量；其次，对灰度图采用Canny法进行边缘检测，检测得到的所有边缘点构成边缘点集E；然后基于最小二乘法的原理，采用随机椭圆检测算法对边缘点进行椭圆拟合：

(a)随机从边缘点集E中取出四个点，利用最小二乘算法拟合椭圆的参数A，B，C，D；其中拟合椭圆方程为

(x-x0)2a2+(y-y0)2b2=1---(1)]]>

式中，x，y分别为椭圆上的点的坐标，x₀，y₀分别为椭圆圆心的横、纵坐标值，a为椭圆短轴值，b为椭圆短轴值；

式(1)展开得：